K－Ar测年法在确定沉积岩成岩时代中的应用——以鄂尔多斯盆地为例

根据伊利石Ｋ－Ａｒ测年法研究，确定鄂尔多斯盆地存在两期与构造运动有关的成岩作用事件:即与早期燕山运动有关的侏罗纪（１７０—１６０Ｍａ）和与晚期加里东运动有关的志留－泥盆纪（４２０－３７０Ｍａ）成岩作用时代。为了揭示碎屑物质对Ｋ－Ａｒ年龄的影响和伊利石成岩作用的机制，本文提出了一个通过观察Ｋ－Ａｒ年龄随深度变化的趋势来进行判断的模式。在Ｋ－Ａｒ年龄小于地层时代的条件下，Ｋ－Ａｒ年龄与深度呈正相关，或者很相近的Ｋ－Ａｒ年龄与深度变化无关均标志着没有或很少有碎屑物质的影响；同时，前者指示逐渐埋藏条件下的成岩作用，而后者则反映短暂的热事件引起的成岩作用事件。     

鄂尔多斯盆地伊利石K-Ar等时线图解与年龄

根据伊利石４０Ｋ－４０Ａｒ和４０Ｋ／３６Ａｒ－４０Ａｒ／３６Ａｒ等时线图解与年龄验证了利用常规Ｋ－Ａｒ测年法所确定的鄂尔多斯盆地的两期成岩作用时代。分析结果表明，伊利石Ｋ－Ａｒ时钟是一个封闭体系，故能够用来确定沉积岩的成岩作用时代；常规Ｋ－Ａｒ年龄所揭示的侏罗纪（１７０～１６０Ｍａ）和志留—泥盆纪（４２０～３７０Ｍａ）成岩作用时代是可靠的；Ｋ－Ａｒ等时线图解与年龄是检验常规Ｋ－Ａｒ测年法的有效的补充性测年手段     

合肥盆地三尖铺组^40Ar—^39Ar同位素年代地层学研究

合肥盆地南缘中生代红层层序及时代,由于缺乏可靠的化石依据,曾几经变动人为因素很大。根据三尖铺组红层中泥炭在沉积或成岩作用条件下形成的伊利石之＾４０Ａｒ－＾３９Ａｒ定年,其坪年龄为１５７．７￣１５９．９５Ｍａ,等时线年龄为１５７．２￣１５９．９Ｍａ,并用Ｋ－Ａｒ法测年进行对比和验证,其值为１５１．８￣１５５．８Ｍａ,故确定其时代下限应为中株罗世晚期（卡洛维期）,上限可能达晚侏罗世早期（牛津期）。＾４     

伊利石K—Ar定年法确定油气成藏期研究进展

自生伊利石的Ｋ－Ａｒ定年不仅可以确定成岩期,而且可确定油气成藏期。同时,随着地质演化过程的不同,自生伊利石Ｋ－Ａｒ年龄随深度演化会出现不同形式,作者对不同的自生伊利石Ｋ－Ａｒ年龄形式及其与油气成期期的关系,进行了探讨性的解释。     

早元古代滹沱群玄武岩Rb-Sr、Sm-Nd同位素体系初论

本文给出的滹沱群下亚群青石村组玄武岩Ｒｂ－Ｓｒ、Ｓｍ－Ｎｄ全岩等时线年龄为２０４５．８±１７和２３６９±３０Ｍａ（Ｚ），角门石４０Ａｒ－３９Ａｒ坪年龄和最高视年龄为１３６４±１９和１９３２±１９Ｍａ（１）；中亚群河边村组玄武岩Ｒｂ－Ｓｒ全岩等时线年龄图的投点呈完全离散状，Ｓｍ－Ｎｄ全岩等时线年龄为２３２２±３１Ｍａ（２），角门石４０Ａｒ－３９Ａｒ坪年龄和最高视年龄为１３６０和１７４２±１７Ｍａ（１）。根据上述Ｒｂ－Ｓｒ、Ｓｍ－Ｎｄ数据与已知青石村组、河边村组单颗粒锆石Ｕ－Ｐｂ法确定的成岩年龄２４５０±１０和２４００±２０Ｍａ（２）的明显差别，４０Ａｒ－３９Ａｒ均揭示为较典型受扰动的年龄谱和较发育的透人性构造、晚期岩脉等地质证据，认为Ｒｂ－Ｓｒ、Ｓｍ－Ｎｄ是重设的同位素体系。     

山西中条山地区北峪奥长花岗岩的同位素年龄和同位素地球化学特征

追索北峪奥长花岗岩与围岩接触关系，发现北峪奥长花岗岩已侵入于围地层中，表明其为早元古代岩浆型侵入体。使用全岩Ｒｂ－Ｓｒ等时线方法测定北峪奥长花岗岩时代，获得的年龄为２１０７±５９Ｍａ（２σ），由此推断北峪岩体成岩时代为２１００Ｍａ，代表了本区绛县运动岩浆成事件年龄。     

山西中条山地区北峪奥长花岗岩的同位素年龄和同位素地球化学特征

追索北峪奥长花岗岩与围岩（早元古代绛县群变富钾流纹岩）接触关系，发现北峪奥长花岗岩已侵入于围岩地层中，表明其为早元古代岩浆型侵人体。使用全岩Ｒｂ－Ｓｒ等时线方法测定北峪奥长花岗岩时代，获得的年龄为２１０７±５９Ｍａ（２），由此推断北峪岩体成岩时代为２１００Ｍａ，代表了本区绛县运动岩浆深成事件年龄。其８７Ｓｒ／８６Ｓｒ初始比值为０．７０２３，呈现出幄源花岗岩的特点，但结合其铝过饱和特点以及具高的Ｏ全岩比例，推测其主要来源于下地壳麻粒岩相变质的沉积岩，但可能存在地幔物质添加或已遭受地幔交代作用的改造。     

小秦岭303号石英脉流体包裹体Rb—Sr,^40Ar—^39Ar成矿年龄测定

用石英流体包裹体Ｒｂ－Ｓｒ、＾４０Ａｒ－＾３９Ａｒ法测定了小秦岭３０３号石英脉的形成时代为石元古代。其流体包裹体属Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＋ＣａＣｌ型,盐度为６．５％－１２．９８％,ＣＯ２含量高,Ｎａ＾＋〉Ｋ＋。３０３号石英脉Ｒｂ－Ｓｒ等时线年龄为（２３８２±３３６）Ｍａ－（２２３４±４７）Ｍａ,（＾８７ｓＲ／＾８６Ｓｒ）ｉ为（０．７３５１±０．００１９）－（０．７４１６±０．０００４）,＾４０Ａｒ＾＾３９     

柴北缘榴辉岩的峰期和退变质年龄：来自U—Pb及Ar—Ar同位素测定的 …

柴北缘大柴旦榴辉岩呈透镜状产于以角闪岩相变质条件为特征的片麻岩中。选择新鲜的保存较好的榴辉岩分别进行Ｕ－Ｐｈ和Ａｒ－Ａｒ同位素年代学测定,含石榴子石的白云母片麻岩（此榴辉岩的围岩）被选用于白云母的Ａｒ－Ａｒ测定。榴辉岩的 Ｕ－Ｐｈ测定显示~（２０６）Ｐｂ／~（２３８）Ｕ表面年龄统计权重平均值为（４９４． ６±６． ５）Ｍａ,代表榴辉岩的峰期变质作用年龄。同样榴辉岩样品的多硅白云母被分选出用于~（３９）Ａｒ－~（４０）Ａｒ年代学测定。测定结果获得的坪年龄为（４６６． ７±１． ２）Ｍａ,等时线年龄为（４６５． ９±５． ４）Ｍａ,代表榴辉岩在退变过程中的冷却年龄;围岩中白云母的~（３９）Ａｒ－~（４０）Ａｒ年代学测定,获得等时线年龄为（４７７． ６７±１７． ７２）Ｍａ。相似的 Ａｒ－Ａｒ年龄值表明,榴辉岩和围岩在抬升过程中经历了一致的冷却及退变质历史。     

中华鸟龙与孔子鸟类的时代：辽西义县组火山凝灰灰岩激光^40Ar^39Ar？…

利用Ｎｄ－ＹＡＧ激光Ａｒ－Ａｒ测年法,对产自辽西北票四合屯－尖山沟地区义县组底部孔子鸟和中华鸟龙湖相层中火山凝灰岩中的黑云母单晶帮了５０多次分析,得出的同位素年龄值为（１４７±１．８）Ｍａ,用Ｋ－Ａｒ法测得孔子鸟化石外面的火山包裹层的结果为９１４７．３×３．３）Ｍａ,两者年龄时代相当吻合,同为晚朱罗世晚期（晚提唐朝）,比德国始祖鸟层的时代略晚,也与了鸟特征和美颌龙类－中华鸟龙指示的地质时代吻合。     

自生伊利石40Ar/39Ar法定年技术及气藏成藏期的确定

为了确定天然气藏的成藏期,进行了自生伊利石的^40Ar／^39Ar法同位素定年实验．实验重点解决了自生伊利石的^40Ar／^39Ar法定年的几个技术难题：第一,粘土矿物的提纯,避免伊利石以外的含K矿物混入;第二,自生伊利石与碎屑伊利石的分离;第三,克服核反冲造成的Ar原子丢失．利用冷冻一加热循环碎样技术获得高纯度的粘土矿物;通过阶段加热得到的年龄谱可以区分自生伊利石与碎屑伊利石;利用“显微包裹”技术有效克服了核照射反冲问题．对鄂尔多斯盆地北部苏里格气田研究发现。二叠系储层中的伊利石有2种年龄图谱：一种只有自生伊利石的坪年龄;另一种图谱既有自生伊利石的坪年龄,也有碎屑伊利石的年龄,形成二阶式的图谱．通过自生伊利石的形成时间推断,天然气的最早充注时间晚于169～189Ma．实验的结果表明,冷冻加热循环碎样技术可以有效地避免伊利石以外的含K矿物混入．是获得高纯度粘土矿物的关键技术;自生伊利石^40Ar／^39Ar法定年技术可以用于确定天然气藏的成藏期.     

沉积岩中成岩伊利石年龄测定研究进展

伊利石的形成与盆地的沉积和热演化有密切关系，它可以指示油气的形成时代，因此测定成岩伊利石的形成年龄是一个重要的课题。碎屑伊利石往往与成岩伊利石共生，导致样品的年龄远远大于成岩伊利石的真实年龄。为了有效地分离成岩和碎屑伊利石，需要使用IAA法和烷基胺阳离子取代法等，结合真空密封法等其他技术，能够得到更好的效果。并介绍了国外伊利石定年的研究现状。     

Silurian-Devonian and Jurassic Thermal Events in the Ordos Basin, China: Indications from K-Ar Dating on Illites

In the Ordos basin, two distinct thermal events of different ages have been identified for the first time by means of K-Ar dating combined with illite crystallinity analysis. For the Late Triassic and Late Permian samples, the K-Ar ages of the < 0.2μm fractions (159-173 Ma) reflect an illitization age related to the Yanshanian movement and indicate a short thermal event in the Middle Jurassic; the K-Ar ages of the <2 μm fractions (210-308 Ma) are interpreted as mixed ages of detrital material and authigenic illites. The K-Ar ages of both < 0.2μm and < 2μm fractions of a Middle Cambrian sample (368 Ma and 419 Ma) correspond to the ages of the metamorphism and earliest granite intrusion in the northern Caledonian Qinling fold zone (380-420 Ma) and show a thermal event during Silurian-Devonian time.     

库车盆地白垩系碎屑白云母物源区示踪与构造意义

沉积盆地碎屑岩记录了相邻造山带构造演化及隆升剥蚀的重要信息。本文对库车盆地白垩系砂岩中的白云母进行了电子探针及~(40)Ar/~(39)Ar定年分析,并与天山造山带的数据对比研究表明:库车盆地白垩系砂岩中白云母为多硅白云母,硅原子数小于西南天山蓝片岩及榴辉岩中的多硅白云母,形成时的压力低于目前保留在西南天山蓝片岩中多硅白云母;白垩系砂岩多硅白云母~(40)Ar/~(39)Ar年龄为396.6 Ma,与在低温高压变质带中获得的多硅白云母~(40)Ar/~(39)Ar年龄419~310Ma一致,表明了在白垩纪西南天山低温高压变质岩带已抬升至地表遭受剥蚀,为库车盆地提供大量的物质,也表明了在白垩纪西南天山低温高压变质岩带高度(海拔)高于其南部的哈尔克山,而现今天山地貌形态显示低温高压变质岩海拔低于哈尔克山,这可能是由于新生代天山地区差异隆升剥蚀引起的。     

大兴安岭北部中侏罗统漠河组砂岩LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄:对漠河盆地源区的制约

对大兴安岭北部漠河盆地中侏罗统漠河组砂岩进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测试,获得的碎屑锆石U-Pb年龄为1425~170 Ma,反映了中侏罗时期漠河盆地源区的复杂性。该时期漠河盆地物源主要有:中元古代变质火山岩,碎屑锆石年龄1425~1064 Ma;新元古代变质侵入岩,碎屑锆石年龄888~550 Ma;寒武—奥陶纪变质表壳岩与深成侵入岩,碎屑锆石年龄517~441 Ma;石炭—二叠纪侵入岩,碎屑锆石年龄327~252 Ma;三叠纪—中侏罗世侵入岩,碎屑锆石年龄250~170 Ma。这一测试数据与盆地现在南缘分布的地质体的时代基本对应,说明盆地的物源主要来自南部的中元古代—中侏罗世地质体,碎屑锆石中最小年龄为170 Ma,反映漠河组沉积下限不早于中侏罗世早期。这一成果对研究漠河盆地源区的物质组成、盆地沉积年代和油气成藏条件提供了新的素材。     

鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组碎屑锆石U-Pb定年及其物源意义

由于构造位置的特殊性和勘探开发工作的局限性,鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组6段的物源分析一直存在较大的分歧。本文选取鄂尔多斯盆地西南部里78井、庄33井、演40井以及汭水河地区上三叠统长6段砂岩为研究对象,运用LA-ICP-MS U-Pb方法对样品中的碎屑锆石进行了年代学研究。结果表明,4个样品都存在250~350 Ma、400~660 Ma、920~1200 Ma、1750~1950 Ma和2200~2600 Ma 5个基本相近的年龄区间,与之对应的峰值年龄主要集中在284~330 Ma、430~460 Ma、950~1000 Ma、1850~1915 Ma以及2250~2450Ma。通过与邻区碎屑锆石年龄分布特征对比并结合重矿物资料,对研究区长6段物源的方向、母岩时代及岩性进行了系统全面的分析,认为研究区物源具有多方向、多时期、多岩石类型的特点,主要来自于盆地西南缘、南缘分布的北秦岭西段、北祁连东段及西秦岭的加里东期岩浆岩、晋宁期岩体和位于盆地东北部的古元古代孔兹岩系,盆地西北缘阿拉善地块的华力西期岩浆岩、鄂尔多斯地块东南部的变质基底也提供了部分物源。这一研究结果将有助于进行原盆沉积环境的恢复和指导下一步油气勘探的部署。     

Zircon U-Pb ages and provenance characteristics of the Zhiluo Formation sandstones and the formation background of the uranium deposit in Huangling area,Ordos Basin,China

The newly discovered medium-scale Huangling uranium deposit is located in the Shuanlong area of the southeast Ordos Basin. This paper presents the systematic geochemical and zircon U-Pb studies on the Zhiluo Formation sandstones in the Huanling area. The data obtained play an important role in deducing the provenance and tectonic setting of the source rocks. The results show that the lower part of the Zhiluo Formation is mainly composed of felsic sedimentary rocks. The source rocks originated from a continental island arc environment in terms of tectonic setting. U-Pb ages of detrital zircons obtained can be roughly divided into three groups: 170–500 Ma, 1600–2050 Ma, and 2100–2650 Ma. Based on the characteristics of trace elements and rare earth elements (REE) and the zircon U-Pb dating results, it is considered that the Cryptozoic Edo provenance of the Zhiluo Formation mainly includes magmatic rocks (such as granodioritic intrusions) and metamorphic rocks (such as gneiss and granulite) in the orogenic belts on the northern margin of the North China Plate and in the Alxa Block. Based on sedimentological and petrological results, it can be concluded that the provenance of clastic sediments in the Zhiluo Formation was in north-south direction. The preconcentration of uranium is relatively low in the Lower Zhiluo Formation in the Huangling area. Meanwhile, the paleocurrent system in the sedimentary period is inconsistent with the ore-bearing flow field in the mineralization period, which restricts the formation of large-scale and super-large-scale uranium deposits and ore zones in the southeast Ordos Basin. The understanding of provenance directions will provide crucial references for the Jurassic prototype recovery and paleo-geomorphology of the Ordos Basin and the prediction of potential uranium reservoirs of the basin.©2021 China Geology Editorial Office.     

鄂尔多斯盆地东北部直罗组内碎屑锆石和铀矿物赋存形式简析及其对铀源的指示

鄂尔多斯盆地作为中国重要的多种能源共生的大型盆地,发育了大量的砂岩型铀矿床。本次工作选择盆地东北部纳岭沟铀矿床作为研究对象,在直罗组含矿段附近采取5个砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb定年,并针对含矿样品进行电子探针分析。该地区直罗组含矿段碎屑锆石U-Pb年龄集中分布于5个阶段:(2479±11)Ma~(2460±19)Ma、(2300~1950)Ma、(1896±21)Ma~(1820±32)Ma、(316~266)Ma及165 Ma。同时,本文整理了鄂尔多斯盆地北部造山带内古老变质基底、孔兹岩带和晚古生代侵入岩时代,并发现在直罗组内获得的碎屑锆石年龄与北部造山带内地质体所记录的年龄相一致。结合前人地球化学及古地理研究,本次工作推断纳岭沟地区直罗组砂岩沉积物最终来自于鄂尔多斯盆地北部造山带。纳岭沟铀矿床内铀矿赋存形式主要为存在于碎屑颗粒内部、黏土矿物周边、黄铁矿周边和炭屑裂隙内部。结合野外地质体放射性异常测量,本次工作认为铀源主要来自于沉积成岩阶段含铀碎屑颗粒的预富集和后期高放射性异常地质体通过含铀含氧水向盆地内部的迁移。     

Evaluation of 40Ar/39Ar Geochronology of Authigenic Illites in Determining Hydrocarbon Charge Timing: A Case Study from the Silurian Bituminous Sandstone Reservoirs,Tarim Basin,China

The Silurian bituminous sandstones(SBS) in the Tarim Basin, China are important basinwide reservoirs with an estimated area of approximately 249000 km2. We investigated the ages of authigenic illites in the SBS reservoirs and constrained their formation timing by using the ~(40)Ar/~(39)Ar step wise heating method. The age spectra, ~(39)Ar recoil loss and their controlling factors were investigated systematically. The ~(40)Ar/~(39)Ar ages were compared with the conventional K/Ar ages of identical clay fractions. The clay in the SBS reservoirs is dominated by orderly mixed-layer illite/smectite(I/S) with 5%–30% smectite layers. The I/S minerals morphology comprises primarily honeycomb, short filamentous and curved-lath particles, characteristic of authigenic illites. The unencapsulated ~(40)Ar/~(39)Ar total gas ages(UTGA) of the authigenic illites range from 188.56 ± 6.20 Ma to 491.86 ± 27.68 Ma, which are 7% to 103% older than the corresponding K/Ar ages of 124.87 ± 1.11 Ma to 383.45 ± 2.80 Ma, respectively. The K-Ar ages indicate multistage accumulations with distinct distribution patterns in the Tarim Basin: older(late Caledonian-early Hercynian) around the basin margin, younger(late Hercynian) in the basin centre, and the youngest(middle to late Yanshanian) in the Ha-6 well-block, central area of the North Uplift. The age difference is believed to have been caused by the ~(39)Ar recoil loss during the irradiation process. Compared with the K/Ar ages, the estimated ~(39)Ar recoil losses in this study are in the range from 7% to 51%. The ~(39)Ar recoil loss appears to increase not only with the decreasing particle sizes of the I/S, but also with increasing percentage of smectite layers(IR) of the I/S, and smectite layer content(SLC) of the samples. We conclude that due to significant ~(39)Ar recoil losses, UTGA may not offer any meaningful geological ages of the authigenic illite formation in the SBS and thus can not be used to represent the hydrocarbon charge timing. ~(39)Ar recoil losses during ~(40)Ar/~(39)Ar dating can not be neglected when dating fine authigenic illite, especially when the ordered mixed-layer I/S containing small amount of smectite layers(IR30%) in the reservoir formations. Compared with the unencapsulated Ar-Ar method, the conventional K-Ar method is less complicated, more accurate and reliable in dating authigenic illites in petroleum reservoirs.     

内蒙古孔兹岩带乌拉山-大青山地区古元古代孔兹岩系年代学研究

乌拉山-大青山孔兹岩系岩石出露于华北克拉通孔兹岩带中段,是洞悉华北克拉通前寒武纪基底构造演化历史的一个重要窗口。研究区孔兹岩系岩石包括堇青石榴黑云二长片麻岩、夕线堇青石榴黑云二长片麻岩、紫苏石榴黑云片麻岩和石榴长英质粒状岩石,系统的岩相学观察显示多种典型的减压反应结构。阴极发光图像特征显示乌拉山-大青山孔兹岩系岩石均存在大量继承性碎屑锆石和变质增生锆石,其中继承性碎屑锆石形态复杂,多显示典型岩浆结晶环带,标志着源区物质主要来源于岩浆岩。变质锆石为新生的单颗粒或围绕着继承性碎屑锆石核生长,内部结构均匀,整体的Th/U比值较低。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,该区孔兹岩系岩石的继承性碎屑锆石的207Pb/206Pb年龄主要集中在2400~2500Ma、~2300Ma和2000~2100Ma,进而可限定其最老沉积时代应为~2000Ma,表明乌拉山-大青山孔兹岩系的原岩形成时代为古元古代中期。乌拉山-大青山孔兹岩系中典型的变质锆石记录其变质时代为1850~1950Ma,并显示~1950Ma和~1860Ma两组年龄峰。结合前人对内蒙古孔兹岩带乌拉山-大青山地区高级变质地体的变质作用、构造演化和同位素年代学的研究结果,综合判断该期变质事件与古元古代华北克拉通西部陆块内北部的阴山陆块和南部的鄂尔多斯陆块之间的俯冲-碰撞并折返抬升至地表的动力学过程有关,其中~1950Ma代表了陆-陆碰撞形成孔兹岩带的初始阶段,而~1860Ma则代表了其折返抬升的时代。